(57)【要約】食品の品質を高い精度で検査することができる食品の品質検査装置及び食品の品質検査方法を提供する。測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光と、第１近赤外光よりも前記測定対象物質による吸収が小さい第２波長を有する第２の近赤外光とを食品に照射し、前記食品から反射される反射光における前記第１の近赤外光と前記第２の近赤外光との差に基づいて、前記測定対象物質による前記第１の近赤外光の変化を検出し、前記食品の品質を検査する。
2011122584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光を食品に照射する第1光源と、
第１の近赤外光よりも前記測定対象物質による吸収が小さい第２波長を有する第２の近赤外光を前記食品に照射する第２光源と、
前記食品から反射する反射光のうち前記第１の近赤外光を選択的に透過する第１分光手段と、
前記反射光のうち前記第２の近赤外光を選択的に透過する第２分光手段と、
前記第1分光手段を透過した反射光を撮像する第１撮像素子と、
前記第２分光手段を透過した反射光を撮像する第２撮像素子と、
画像処理部と、を具備し、
前記第１光源及び前記第２光源は同時に作動し、
前記画像処理部は、前記第１撮像素子から得られる信号及び前記第２撮像素子から得られる信号の差に基づいて、第１の近赤外光の吸収画像を形成することを特徴とする食品の品質検査装置。
【請求項２】
測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光及び該第１の近赤外光よりも前記測定対象物質による吸収が小さい第２波長を有する第２の近赤外光を前記食品に照射する光源と、
前記食品から反射する反射光のうち前記第１の近赤外光を選択的に透過する第１分光手段と、
前記反射光のうち前記第２の近赤外光を選択的に透過する第２分光手段と、
前記第1分光手段を透過した反射光を撮像する第１撮像素子と、
前記第２分光手段を透過した反射光を撮像する第２撮像素子と、
画像処理部と、を具備し、
前記画像処理部は、前記第１撮像素子から得られる信号及び前記第２撮像素子から得られる信号の差に基づいて、第１の近赤外光の吸収画像を形成することを特徴とする食品の品質検査装置。
【請求項３】
前記測定対象物質は酸化ミオグロビン又は酸化ヘモグロビンであり、前記第２波長は多重散乱を除くための波長であることを特徴とする請求項１又は２に記載の食品の品質検査装置。
【請求項４】
さらに、前記第１の近赤外光の吸収画像を表示する画像表示部を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の食品の品質検査装置。
【請求項５】
測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光と、第１の近赤外光よりも前記測定対象物質による吸収が小さい第２波長を有する第２の近赤外光とを食品に照射し、前記食品から反射される反射光における前記第１の近赤外光と前記第２の近赤外光との差に基づいて、前記測定対象物質による前記第１の近赤外光の変化を検出し、前記食品の品質を検査することを特徴とする食品の品質検査方法。
【請求項６】
前記第１の近赤外光を前記食品に照射し、前記第１の近赤外光の前記食品からの反射光の撮影を行うことで第１画像を得る工程と、
前記第２の近赤外光を前記食品に照射し、前記第２の近赤外光の前記食品からの反射光の撮影を行うことで第２画像を得る工程を具備し、
前記第１画像と前記第２画像の差に基づいて第１の近赤外光の吸収画像を形成して、前記食品の品質を検査することを特徴とする請求項５に記載の食品の品質検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品の品質検査装置及び食品の品質検査方法に関し、特に食品の鮮度を判定するのに好適に用いられる食品の品質検査装置及び食品の品質検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生鮮食品の鮮度は、一般的に、目視により確認される。例えば、新鮮な魚肉類は綺麗な赤色であるが、劣化すると茶色になる。これは、魚肉類に含まれる筋肉赤色色素であるミオグロビンと呼ばれるたんぱく質は、新鮮だと酸素と結合した状態（酸素化ミオグロビン）のきれいな赤色であるが、長く空気に晒されると酸化されて酸化ミオグロビンになり、茶色となるためである。この色の変化を目視することにより、魚肉類の新鮮さを確認することができるが、当然、魚肉類の表面の変化だけしかわからない。【０００３】
そこで、異なる波長の光を照射して、食肉から得られた各波長ごとのスペクトルデータに基づいて、肉色素の変化を検出して鮮度を測定する食肉鮮度測定装置などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０３−９６８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の食肉鮮度測定装置は、食肉中の肉色素の変化をスペクトル解析することができるものであったが、測定対象物質（ここでいう肉色素Ｍｂ，ＭｂＯ，ＭＭｂ）の実際の吸収を判定することができるものではなかった。魚肉類の場合、溶液とは異なり、大部分の光は表面で反射され、内部に侵入した光も多重散乱を受けてしまうためである。この表面の反射と多重散乱による光の減衰は、測定対象物質（この場合ミオグロビン）の吸収による減衰より、数十倍大きい。したがって、測定対象物質の実際の吸収は全く測定できていなかった。【０００６】
このような問題は、魚肉類だけでなく、他の食品、例えば、ハム、ソーセージなどミオグロビンを含んでいる食品の場合にも同様に存在する。また、ミオグロビン以外の他の測定対象物質を測定する場合も同様に、多重散乱による光の減衰が問題となっていた。【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、食品の品質を高い精度で検査することができる食品の品質検査装置及び食品の品質検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光を食品に照射する第１光源と、第１近赤外光よりも前記測定対象物質による吸収が小さい第２波長を有する第２の近赤外光を前記食品に照射する第２光源と、前記食品から反射する反射光のうち前記第１の近赤外光を選択的に透過する第１分光手段と、前記反射光のうち前記第２の近赤外光を選択的に透過する第２分光手段と、前記第1分光手段を透過した反射光を撮像する第１撮像素子と、前記第２分光手段を透過した反射光を撮像する第２撮像素子と、画像処理部と、を具備し、前記第１光源及び前記第２光源は同時に作動し、前記画像処理部は、前記第１撮像素子から得られる信号及び前記第２撮像素子から得られる信号の差に基づいて、第１の近赤外光の吸収画像を形成することを特徴とする食品の品質検査装置にある。【０００９】
かかる態様では、食品の測定対象物質による第１の近赤外光の吸収を検出する際に、食品表面における反射や食品内部における多重散乱による影響を排除することができる。これにより、第１の近赤外光の吸収を高い精度で検出して、食品の品質を高い精度で検査することができる。また、第１の近赤外光の吸収を画像により確認することができる、すなわち、食品の品質を画像により容易に確認することができ、迅速且つ簡便に食品の品質を検査することができる。さらに、食品の広範囲の品質を容易に確認することができる。【００１０】
本発明の他の態様は、測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光及び該第１近赤外光よりも前記測定対象物質による吸収が小さい第２波長を有する第２の近赤外光を前記食品に照射する光源と、前記食品から反射する反射光のうち前記第１の近赤外光を選択的に透過する第１分光手段と、前記反射光のうち前記第２の近赤外光を選択的に透過する第２分光手段と、前記第１分光手段を透過した反射光を撮像する第１撮像素子と、前記第２分光手段を透過した反射光を撮像する第２撮像素子と、画像処理部と、を具備し、前記画像処理部は、前記第１撮像素子から得られる信号及び前記第２撮像素子から得られる信号の差に基づいて、第１の近赤外光の吸収画像を形成することを特徴とする食品の品質検査装置にある。【００１１】
かかる態様では、食品の測定対象物質による第１の近赤外光の吸収を検出する際に、食品表面における反射や食品内部における多重散乱による影響を排除することができる。これにより、第１の近赤外光の吸収を高い精度で検出して、食品の品質を高い精度で検査することができる。また、第１の近赤外光の吸収を画像により確認することができる、すなわち、食品の品質を画像により容易に確認することができ、迅速且つ簡便に食品の品質を検査することができる。さらに、食品の広範囲の品質を容易に確認することができる。【００１２】
本発明の好適な実施態様としては、前記測定対象物質は酸化ミオグロビン又は酸化ヘモグロビンであり、前記第２波長は多重散乱を除くための波長であることが挙げられる。【００１３】
また、さらに、前記第１の近赤外光の吸収画像を表示する画像表示部を具備するのが好ましい。これによれば、形成した第１の近赤外光の吸収画像をすぐに確認することができ、より簡便に食品の品質を検査することができる。【００１４】
本発明の他の態様は、測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光と、第１近赤外光よりも前記測定対象物質による吸収が小さい第２波長を有する第２の近赤外光とを食品に照射し、前記食品から反射される反射光における前記第１の近赤外光と前記第２の近赤外光との差に基づいて、前記測定対象物質による前記第１の近赤外光の変化を検出し、前記食品の品質を検査することを特徴とする食品の品質検査方法にある。【００１５】
かかる態様では、食品の測定対象物質による第１の近赤外光の吸収を検出する際に、食品表面における反射や食品内部における多重散乱による影響を排除することができる。これにより、第１の近赤外光の吸収を高い精度で検出して、食品の品質を高い精度で検査することができる。【００１６】
本発明の好適な実施態様としては、前記第１の近赤外光を前記食品に照射し、前記第１の近赤外光の前記食品からの反射光の撮影を行うことで第１画像を得る工程と、前記第２の近赤外光を前記食品に照射し、前記第２の近赤外光の前記食品からの反射光の撮影を行うことで第２画像を得る工程と、を具備し、前記第１画像と前記第２画像の差に基づいて第１の近赤外光の吸収画像を形成して、前記食品の品質を検査するものが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る食品の品質検査装置を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係る食品の品質検査装置の説明図である。
【図３】試験例１の測定開始時の結果を示す図である。
【図４】試験例１の１２時間経過後の結果を示す図である。
【図５】試験例１の２４時間経過後の結果を示す図である。
【図６】試験例１の３６時間経過後の結果を示す図である。
【図７】試験例１の４８時間経過後の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の食品の品質検査方法は、測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光と、第１近赤外光よりも測定対象物質による吸収が小さい第２波長を有する第２の近赤外光とを食品に照射し、食品から反射される反射光における第１の近赤外光と第２の近赤外光との差に基づいて、測定対象物質による第１の近赤外光の吸収を検出し、食品の品質を検討するものである。上述したように、魚肉等の食品は、溶液とは異なり、近赤外光を照射しても、大部分の光は表面で反射されてしまい、内部に侵入した光も多重散乱を受けてしまう。この表面の反射と多重散乱による光の減衰は、測定対象物質の吸収による減衰より数十倍大きく、近赤外光の吸収を確認することは困難であったが、本発明では、特定の２波長を用いることにより、反射と多重散乱による影響を排除して、食品の測定対象物質による近赤外光の変化（吸収）を確認することができる。
【００１９】
本発明の食品の品質検査方法では、食品から反射される反射光における第１の近赤外光と第２の近赤外光との差に基づいて、第１の近赤外光の吸収を検出する。食品から反射される反射光における第１の近赤外光と第２の近赤外光との差そのものにより、第１の近赤外光の吸収を検出してもよいし、差を統計処理、解析処理、画像処理などの加工処理を施して、第１の近赤外光の吸収を検出してもよい。例えば、加工処理したデータを用いて、食品の鮮度を等級化することもできる。
【００２０】
食品から反射される反射光における第１の近赤外光と第２の近赤外光との差に画像処理を施す食品の品質検査方法としては、例えば、第１の近赤外光を食品に照射し、第１の近赤外光の食品からの反射光の撮影を行うことで第１画像を得る工程と、第２の近赤外光を食品に照射し、第２の近赤外光の食品からの反射光の撮影を行うことで第２画像を得る工程を具備し、第１画像と第２画像の差に基づいて第１の近赤外光の吸収画像を形成して、食品の品質を検査するものが挙げられる。
【００２１】
より具体的には、例えば、第１光源から第１の近赤外光を食品に照射し、食品から反射する反射光のうち第１の近赤外光を選択的に透過する第１光学フィルターを備えたカメラにより撮影を行うことで、第１画像を得る。同様に、第２光源から第２の近赤外光を食品に照射し、食品から反射する反射光のうち第２の近赤外光を選択的に透過する第２光学フィルターを備えたカメラにより撮影を行うことで、第２画像を得る。最後に、第１画像と第２画像の差に基づいて第１の近赤外光の吸収画像を形成する。これによれば、吸収画像により、測定対象物質を確認することができ、食品の品質を容易に確認することができる。
【００２２】
ここで、第１画像を得る工程と第２画像を得る工程は同時に行なってもよく、別々に行ってもよい。第１画像を得る工程と第２画像を得る工程を別々に行う場合は、例えば、第１光学フィルターを備える第１カメラにより第１画像を得ると共に第２光学フィルターを備える第２カメラにより第２画像を得るようにしてもよいが、カメラに装着する光学フィルターを交換し、光源を切り替えることで、第１画像と第２画像とを順に得るようにしてもよい。
【００２３】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る食品の品質検査装置のブロック図である。  図１に示すように、食品の品質検査装置１００は、測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光を食品に照射する第１光源１０Ａと、食品から反射する反射光のうち第１の近赤外光を選択的に透過する第１分光手段（後述する第１光学フィルター２０Ａ）と、第１波長よりも測定対象物質による吸収が小さい又は吸収波長領域以外から選択される第２波長を有する第２の近赤外光を食品に照射する第２光源１０Ｂと、反射光のうち第２の近赤外光を選択的に透過する第２分光手段（後述する第２光学フィルター２０Ｂ）と、を備えている。
【００２５】
第１光源１０Ａは、測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光を食品に照射するものである。ここでいう測定対象物質とは、食品の品質検査の指標となる物質のことを指し、例えば、鮮度の指標となる物質や、異物が挙げられる。測定対象物質としては、より具体的には、例えば、酸化ミオグロビン、酸化ヘモグロビン等が挙げられる。魚肉類などに含まれるミオグロビンやヘモグロビンは、時間の経過に伴って酸化され、酸化ミオグロビンや酸化ヘモグロビンとなる。すなわち、魚肉類の場合は、鮮度が劣化すると酸化ミオグロビンや酸化ヘモグロビンが生成され、酸化ミオグロビンの吸収波長、酸化ヘモグロビンの吸収波長等を有する近赤外光が吸収されるようになる。したがって、これらを測定対象物質とすることにより、食品の品質検査を行うことができる。
【００２６】
第２光源１０Ｂは、第１の近赤外光よりも測定対象物質による吸収が小さい第２波長を有する第２の近赤外光を食品に照射するものである。
【００２７】
上述のように、第２波長は、第１波長とは測定対象物質による吸収率が異なるものである。すなわち、第２波長は、多重散乱を除くための波長である。具体的には、第２の近赤外光は、第１の近赤外光よりも吸収が小さいものであり、測定対象物質にほとんど吸収されないもの（非特異的なもの）であるのが好ましい。これにより、第２の近赤外光を第１の近赤外光の比較対照とすることができる。言い換えれば、第１の近赤外光は測定波長を有するものとし、第２の近赤外光は参照波長を有するものとすることができる。
【００２８】
また、第１の近赤外光と第２の近赤外光は、生体透過性がほぼ同程度であるのが好ましく、例えば、第１の近赤外光と第２の近赤外光は、近い波長を有するようにするのが好ましい。
【００２９】
例えば、第１の近赤外光は、測定対象物質の最大吸収波長を有するものとし、第２の近赤外光は、測定対象物質の吸収波長領域から選択されるが最大吸収波長から外れた波長を有するものとすればよい。
【００３０】
また、第１光源１０Ａ及び第２光源１０Ｂは、上述したような所定の近赤外光を発生させるものであり、測定対象物質に合わせて、適宜、波長を設定できるものであるのが好ましい。例えば、ＬＤ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等を用いることができる。ＬＤやＬＥＤは、比較的光量が強く、所望の波長を有する近赤外光を照射することができる。また、熱源となる虞もない。
【００３１】
本実施形態では、第１光源１０Ａは、７６０ｎｍ近傍の近赤外波長を照射することができるものとし、第２光源１０Ｂは、８５０ｎｍ近傍の近赤外波長を照射することができるものとした。
【００３２】
第１分光手段は、食品から反射する反射光のうち第１の近赤外光を選択的に透過するものである。本実施形態では、第１分光手段は、第１の近赤外光を選択的に透過させることができる第１光学フィルター２０Ａを用いた。すなわち、７６０ｎｍの近赤外波長を選択的に透過させることができる第１光学フィルター２０Ａを第１分光手段とした。
【００３３】
第２分光手段は、食品から反射する反射光のうち第２の近赤外光を選択的に透過するものである。本実施形態では、第２分光手段は、第２の近赤外光を選択的に透過させることができる第２光学フィルター２０Ｂを用いた。すなわち、８５０ｎｍの近赤外波長を選択的に透過させることができる第２光学フィルター２０Ｂを第２分光手段とした。
【００３４】
第１分光手段を透過した反射光は、結像用の第１レンズ３０Ａを通過して、第１撮像素子４０Ａに受光されるようになっている。また、第２分光手段を透過した反射光は、結像用の第１レンズ３０Ｂを通過して、第２撮像素子４０Ｂに受光されるようになっている。
【００３５】
第１撮像素子４０Ａは、第１レンズ３０Ａを通過した反射光を受光して信号に変換し、第２撮像素子４０Ｂは、第２レンズ３０Ｂを通過した反射光を信号に変換する。第１撮像素子４０Ａ及び第２撮像素子４０Ｂとしては、ＣＣＤ素子、ＣＭＯＳ素子等が挙げられる。本実施形態では、第１撮像素子４０Ａ及び第２撮像素子４０Ｂとして、それぞれＣＣＤ素子を用いた。
【００３６】
そして、第１撮像素子４０Ａから得られる信号及び第２撮像素子４０Ｂから得られる信号は、画像処理部５０へと送られるようになっている。画像処理部５０は、第１撮像素子４０Ａから得られた信号を第１の近赤外光の測定データとし、第２撮像素子４０Ｂから得られた信号を第２の近赤外光の測定データとして、これらの差に基づいて、第１の近赤外光の吸収画像を形成する。すなわち、得られた第１の近赤外光の測定データと、第２の近赤外光の測定データとの差から、２波長吸収差画像を形成する。上述したように、第２の近赤外光は、第１の近赤外光と比較して測定対象物質による吸収が小さい又は測定対象物質に吸収されないものである。このため、第１の近赤外光の測定データと第２の近赤外光の測定データとの差をとることにより、食品表面における反射や食品内部における多重散乱による影響及びその他、環境変動等による影響を排除して、第１の近赤外光の測定対象物質による変化（吸収）を検出することができる。したがって、第１の近赤外光の測定対象物質による変化を高い精度で検出することができる。本実施形態では、食品における測定対象物質の存在の有無や濃度を可視化することができる。
【００３７】
また、画像処理部５０は、画像表示部６０と接続されており、画像処理部５０により得られた第１の近赤外光の吸収画像が画像表示部６０に表示できるようになっている。また、画像処理部５０は、インターフェース７０と接続されており、画像処理部５０により得られた第１の近赤外光の吸収画像を外部のパソコン（ＰＣ）２００等に出力することができるようになっている。
【００３８】
ここで、図２は、本実施形態の食品の品質検査装置の概略断面図及び概略正面図である。図２に示すように、本実施形態の品質検査装置１００は、第１レンズ３０Ａと、第１レンズ３０Ａを通して結像された画像を撮像する第１撮像素子４０Ａと、第２レンズ３０Ｂと、第２レンズ３０Ｂを通して結像された画像を撮像する第２撮像素子４０Ｂと、画像処理部５０とを内部に備え、第１光源１０Ａ、第２光源１０Ｂ、第１光学フィルター２０Ａ、及び第２光学フィルター２０Ｂを外部に備えた複眼カメラである。具体的には、第１レンズ３０Ａの正面には、第１光学フィルター２０Ａが設けられ、第１光学フィルター２０Ａの周囲を囲むように、照射部１０ａを４つ備えた第１光源１０Ａが設けられている。また、第２レンズ３０Ｂの正面には、第２光学フィルター２０Ｂが設けられ、第２光学フィルター２０Ｂの周囲を囲むように、照射部１０ｂを４つ備えた第２光源１０Ｂが設けられている。本実施形態の品質検査装置１００は、上述した構成となっていることにより、検出すべき部位の焦点距離を任意に調整することができるようになっている。
【００３９】
上述した構成からなる品質検査装置１００の第１光源１０Ａ及び第２光源１０Ｂからそれぞれ第１の近赤外光と第２の近赤外光とを食品に同時に照射すると、第１の近赤外光及び第２の近赤外光は、一部が食品に吸収され、一部は反射される。反射された反射光は、第１の近赤外光のみが第１光学フィルター２０Ａを透過し、結像用の第１レンズ３０Ａを介して第１撮像素子４０Ａにおいて信号に変換され、第２の近赤外光のみが第２光学フィルター２０Ｂを透過し、結像用の第２レンズ３０Ｂを介して第２撮像素子４０Ｂにおいて信号に変換される。そして、画像処理部５０では、第１撮像素子４０Ａから得られる信号及び第２撮像素子４０Ｂから得られる信号の差に基づいて、第１の近赤外光の吸収画像を形成する。そして、第１の近赤外光の吸収画像は、図示しない画像表示部６０に表示される。
【００４０】
ここで、生魚の鮮度の検査を例に挙げて、本実施形態の品質検査装置１００を用いた品質検査について簡単に説明する。生魚は鮮度が劣化すると酸素化ミオグロビンが酸化されて酸化ミオグロビンとなる。生魚の鮮度が保持されているときは、生魚中の酸素化ミオグロビンの量が多く、酸化ミオグロビンの量が少ないが、生魚の鮮度が落ちると、生魚中の酸素化ミオグロビンの量が変化して酸化ミオグロビンの量が増加する。したがって、生魚の酸化ミオグロビンを測定対象物質として、鮮度の指標とすることができる。
【００４１】
酸化ミオグロビンの最大吸収波長は、７６０ｎｍ近傍である。すなわち、酸化ミオグロビンが存在すると７６０ｎｍ近傍の近赤外波長が吸収される。本実施形態の品質検査装置１００は、第１光源１０Ａが、酸化ミオグロビンの吸収波長ピークである７６０ｎｍ近傍の第１近赤外光を照射するものとし、第２光源１０Ｂが、８５０ｎｍ近傍の第２近赤外光を照射するものとした。これにより、第１の近赤外光の吸収画像により、酸素化ミオグロビンの酸化度合、すなわち、酸化ミオグロビンの存在度合を判定することができ、容易に生魚の鮮度を検査することができる。
【００４２】
本実施形態では、生体透過性が高い近赤外光を用いていることにより、食品内部の品質も検査することができる。そして、第１の近赤外光の測定データと第２の近赤外光の測定データとの差をとることにより、食品表面における反射や食品内部における多重散乱による影響及びその他、環境変動等による影響を排除して、第１の近赤外光の測定対象物質による変化（吸収）を高い精度で検出することができる。したがって、食品の品質を高い精度で検査することができる。
【００４３】
本実施形態では、１度の操作で、第１の近赤外光の吸収画像データを取ることができ、測定後すぐに吸収画像を確認することにより、品質の検査を行うことができる。このように、食品の品質を画像により容易に確認することができ、迅速且つ簡便に食品の品質を検査することができるため、場所を選ぶことなく、品質の検査を行うことができる。
【００４４】
また、本実施形態では、食品の広範囲の品質を容易に確認することができる。
【００４５】
また、連続的に食品の品質検査をすることができるため、経時変化に伴う鮮度の変化等を容易に検査することができる。
【００４６】
本実施形態の品質検査装置１００は、非接触型であるため、小型化・軽量化することができる。小型化・軽量化した品質検査装置は、持ち運びが容易であり、食品の輸送時、貯蔵時、店頭陳列時等にいずれにおいても簡便に食品の品質検査をすることができる。
【００４７】
また、生体透過性が高い近赤外光を用いていることにより、霜が付いている食品や発泡スチロールのトレイに入った状態の食品でも、光源の強さやＣＣＤ素子等の撮像素子の感度を上げることにより、陳列状態や包装状態の食品であっても品質検査をすることができる。
【００４８】
以下、具体的な実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
（試験例１）
本発明の食品の品質検査方法により、牛肉（サーロイン）の品質検査を行った。なお、牛肉（サーロイン）は、賞味期限が４８時間のものを購入して２０℃に温度管理された管理室で保管し、購入後から１２時間間隔で品質検査を行った。
【００５０】
具体的には、まず、牛肉に、７６０ｎｍの近赤外光を第１光源から照射し、第１光学フィルターを透過した反射光をＣＣＤカメラにより撮影することで、７６０ｎｍＣＣＤカメラ画像を得た。なお、第１光学フィルターは、７６０ｎｍの近赤外波長を選択的に透過させることができるものである。
【００５１】
次に、牛肉に、８５０ｎｍの近赤外光を第２光源から照射し、第２光学フィルターを透過した反射光をＣＣＤカメラにより撮影することで、８５０ｎｍＣＣＤカメラ画像を得た。なお、第２光学フィルターは、８５０ｎｍの近赤外波長を選択的に透過させることができるものである。
【００５２】
最後に、７６０ｎｍＣＣＤカメラ画像と８５０ｎｍＣＣＤカメラ画像を減算処理することにより、７６０ｎｍの吸収画像を形成した。
【００５３】
上述したように、酸化ミオグロビンの最大吸収波長は７６０ｎｍであり、酸化ミオグロビンの吸収が小さい８５０ｎｍを参照波長（第２波長）とした。
【００５４】
［品質検査測定条件］
１．牛肉表面に円形の反射板（反射率が高い炭酸カルシウム板）を配置し、７６０ｎｍと８５０ｎｍのスペクトルプロファイルグラフの反射板の輝度を等しくすることにより、７６０ｎｍＣＣＤ素子（第１撮像素子４０Ａ）の画像と８５０ｎｍＣＣＤ素子（第２撮像素子４０Ｂ）の画像の輝度が等しくなるようにして、吸収画像を作成することにより品質検査を行った。
２．２０℃で品質検査を行った。
［画像処理］
１．疑似カラー表示画像は、吸収画像をより見やすくすることを目的に擬似カラー化した画像である。
２．画像の取り込み、減算処理、擬似カラー表示画像の作成は、画像処理ソフト（Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ  Ｖｅｒ．６．３．１；米国Media Cybernetics社製）により、１２ｂｉｔで行った。
【００５５】
なお、表中のカラーカメラ画像は、実施形態１に係る食品の品質検査装置とは別の一般的なカラーカメラにより撮影したものである。
【００５６】
図３〜７に、測定開始時、１２時間経過後、２４時間経過後、３６時間経過後、４８時間経過後のカラーカメラ画像、７６０ｎｍＣＣＤカメラ画像、８５０ｎｍＣＣＤカメラ画像、吸収画像、擬似カラー表示画像を示す。なお、７６０ｎｍＣＣＤカメラ画像及び８５０ｎｍＣＣＤカメラ画像には、各画像の輝度のスペクトルプロファイルグラフを付した。
【００５７】
図３〜７の吸収画像は、７６０ｎｍＣＣＤ素子から得られる信号及び８６０ｎｍ撮像素子から得られる信号の差から得られる７６０ｎｍの波長を有する近赤外波長の吸収画像である。すなわち、酸化ミオグロビンの吸収画像である。
【００５８】
図３と、図４〜７とを比較することにより、賞味期限の４８時間以内であっても、酸化ミオグロビンが増加していることが確認できる。特に、擬似カラー表示画像は、酸化ミオグロビンの増加を鮮明に判断でき、食肉の鮮度の判定を容易に行うことができる。
【００５９】
具体的には、図３と図４を比較することにより、１２時間経過後の若干の酸化ミオグロビンの増加も判断できることがわかる。また、図３と図５を比較することにより、２４時間後には、酸化ミオグロビンが大幅に増加していることがわかる。特に、擬似カラー表示画像では、赤色が強くなっており、酸化ミオグロビンが大幅に増加していることが鮮明に判断できる。
【００６０】
以上より、本発明の食品の品質検査装置によれば、食品の品質を高い精度で且つ容易に検査することができることが確認された。
【００６１】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、実施形態１の品質検査装置１００は、画像表示部６０を備えるものとしたが、画像表示部を備えていなくてもよい。この場合は、外部のパソコン（ＰＣ）等の他の画像表示部により吸収画像を確認できるように構成すればよい。また、本実施形態では、分光手段として、光学フィルターを用いたがこれに限定されず、例えば、集光用レンズと回折格子とからなる分光器を用いてもよい。
【００６２】
また、上述した実施形態では、測定対象物質に特有な吸収波長領域から選択される第１波長を有する第１の近赤外光を食品に照射する第１光源１０Ａと、第１近赤外光よりも測定対象物質による吸収が小さい第２波長を有する第２の近赤外光を食品に照射する第２光源１０Ｂとを備えるものとしたが、これに限定されるものではない。例えば、上記第１波長を有する第１近赤外光と上記第２波長とを有する第２近赤外光とを照射できる１つの光源を用いてもよい。
【００６３】
本発明の食品の品質検査装置は、例えば、肉、魚類、果実、野菜類、穀物等の食品の品質検査に好適に使用できるものである。本発明の品質検査装置により、その他の鮮度の検査、たんぱく質の分布検査、異物の有無の検査等を行うことができる。例えば、第１の近赤外光を特定のたんぱく質の吸収波長領域から選択される第１波長を有するものとし、第２近赤外光を第１波長よりもたんぱく質による吸収が小さい第２波長を有するものとすることにより、食品のたんぱく質の分布検査を行うことができる。また、第１の近赤外光を異物の吸収波長領域から選択される第１波長を有するものとし、第２近赤外光を第１波長よりも異物による吸収が小さい第２波長を有するものとすることにより、異物の有無の検査を行うことができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０Ａ、１０Ｂ  光源
１０ａ、１０ｂ  照射部
２０Ａ、２０Ｂ  光学フィルター
３０Ａ、３０Ｂ  レンズ
４０Ａ、４０Ｂ  撮像素子
５０  画像処理部
６０  画像表示部
７０  インターフェース
１００  品質検査装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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